Cosa
sono gli acceleratori di particelle?
Be come dice la parola stessa sono degli strumenti che permettono alle particelle (protoni e elettroni) di poter raggiungere velocità molto elevate: molto prossime alla velocità della luce che è pari a 300.000 Km/s.
Be come dice la parola stessa sono degli strumenti che permettono alle particelle (protoni e elettroni) di poter raggiungere velocità molto elevate: molto prossime alla velocità della luce che è pari a 300.000 Km/s.
Queste
macchine sono grandi alcuni chilometri perché per far raggiungere a
determinate particelle queste velocità servono delle superfici molto
estese.
Però
non tutti gli acceleratori hanno la stessa lunghezza.
Infatti
esistono quelli lineari e quelli circolari: i primi sono molto più
lunghi dei secondi. Però questa non è l'unica differenza. La grande
differenza è nelle velocità che si possono raggiungere.
Infatti
i primi sono limitati dalle loro dimensioni.
In
questi acceleratori si possono raggiungere delle velocità molto
modeste perché una volta che le particelle arrivano alla fine
dell’acceleratore esse perdono, quasi istantaneamente, la loro
energia cinetica (la loro velocità),
invece
con gli acceleratori circolari ciò non accade.
Infatti,
una volta che le particelle hanno percorso tutto l'acceleratore
ricominciano il percorso da zero, ma conservano la loro energia
cinetica acquisita fino ad allora.
Quindi
è facile capire che in questo modo si possono raggiungere delle
velocità molto più elevate.
Queste
velocità visto che sono molto alte e devono essere molto precise non
possono essere misurate in km/s, ma si usa l'elettronvolt (eV).
Però
visto che questa unità di misura è troppo piccola si usano i sui
multipli e quindi si parla MeV (un milione di eV), GeV (un miliardo
di eV) e il TeV (mille miliardi di eV).
L’utilità
di far accelerare le particelle non sarebbe di nessuna utilità o
quasi se esse non venissero fatto collidere con altre particelle a
loro volta accelerate.
Una
volta che avvengono queste collisioni si generano delle nuove
particelle che sono di antimateria (cioè sono particelle dotate di
carica opposta).
Ovviamente
l’antimateria prodotta dev’essere tenuta in un ambiente vuoto
perché se entrasse in contatto con la materia produrrebbe talmente
tanta energia che una bomba atomica sarebbe un palloncino a
confronto. Inoltre, fino ad oggi (Agosto 2019), l’antimateria
prodotta
è troppo poca perché si possa ricavarne una fonte di energia o
altro.
Infatti
quella prodotta viene studiata per molteplici motivi come ad esempio
cercare di capire qualcosa di più di come si sia creato l’universo.
A
seconda del tipo di antimateria prodotta gli acceleratori assumono
nomi diversi come, ad esempio, sincrotroni.
Però
sono stati creati acceleratori di particelle più piccoli (di pochi
metri) per usi “quotidiani” ma sempre circolari.
Alcuni
sono presenti negli ospedali come sorgenti di raggi X.
L'urto
degli elettroni del fascio contro un bersaglio permette di ottenere
questo tipo di radiazione, adoperata, per esempio, per fare
radiografie delle ossa.
Acceleratori
di protoni di bassa energia o di ioni, cioè di nuclei a cui sono
stati strappati gli elettroni, sono usati per curare tumori, grazie
alla grande quantità di energia che questi proiettili rilasciano
nell'urto con le cellule malate.
Invece
acceleratori di soli
ioni
sono usati nelle industrie che producono transistor per impiantare
ioni sulla superficie o in zone più profonde dei materiali sotto
studio.
Infine
molti sincrotroni per elettroni sono usati come intense sorgenti di
una luce speciale, chiamata radiazione di sincrotrone, emessa da
queste particelle quando non si muovono in linea retta. Con questa
radiazione si possono esaminare le superfici dei materiali più
diversi.
Concludendo
gli acceleratori di particelle più usati sono quelli circolari. Essi
possono essere utilizzati in campo medico, ma non solo.
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